NO119953B - - Google Patents

Description

Vikling for en transformator eller en kvelespole.

Oppfinnelsen vedrorer en torusformet vikling for en gren av en magnetisk kjerne i en transformator eller en kvelespole omgitt av en ommantling som består av eller inneholder materiale som i det minste er strekkbelastbart i flatene som strekker seg i retningen til viklingens akse.

Oppfinnelsen går ut på å tilveiebringe en vikling, som er lett å montere og lett kan settes under aksialt trykk for å oppta de krefter som opptrer ved kortslutning, og som kan transporteres separat for å anbringes på en gren av den magnetiske kjerne på

det sted hvor transformatoren eller kvelespolen monteres. Dette gjor det mulig å transportere transformatorer og kvelespoler i

oppdelt tilstand, slik at man ved konstruksjonen kan ta mindre hensyn til jernbaneprofilet og lettere kan fremstille transformatorer og kvelespoler med langt storre kapasitet og for hoyere spenninger.

Ifolge oppfinnelsen oppnås dette ved at det i det minste mellom viklingens ene kortflate og tilsvarende kortflate av ommantlingen er anordnet minst en pneumatisk eller hydraulisk ekspanderbar sekk for å utove aksialt trykk på viklingen.

Til belysning av teknikkens stand skal anfores at det fra tysk patent nr. 686.380 er kjent en transformatorvikling som er angitt av en gasstett, strekkbelastbar omhylling. Denne er fylt med gass eller olje under trykk. Det nodvendige aksialtrykk for sammenholding av viklingsspolene, særlig ved kortslutning, fås ikke av gassen eller oljen, men av en papirisolasjon. Noen ekspanderbar sekk som ifolge oppfinnelsen finnes ikke.

Anvendelse av pneumatisk ekspanderbare sekker for å utove aksialtrykk på transformatorviklinger er i og for seg kjent fra U.S. patent nr. 3.170.131. Ifolge dette avstottes imidlertid sekken på den magnetiske kjernes åk. Viklingen er ikke omgitt av en strekkbelastbar omhylling og den kan således ikke utfores som en prefabrikert, separat transporterbar, trykkbelastet, mot ytre innflytelse beskyttet og ferdig isolert vikling.

Ommantlingen kan bestå av parallelle tråder, f.eks. glassfibertråder, som vanligvis anordnes i bunter (Rovings). En slik ommantling kan oppta store strekkrefter, slik at det aksiale trykk som under alle omstendigheter er nodvendig for å holde viklingens vindinger presset mot hverandre, kan utoves mot viklingen når sekken settes pneumatisk eller hydraulisk under trykk. Hvis ommantlingen dessuten, f.eks. ved hjelp av et kunststoff, gjores ugjennomtrengelig for fuktighet, kan viklingen transporteres for seg, dvs. adskilt fra transformatorhuset.

Ommantlingen kan med fordel bestå av et torusformet legeme av parallelle glassfibertråder som er viklet rundt viklingen og av nevnte lomme er satt under forspenning, og et dekksjikt av kunststoff som er anordnet på ytterflaten av nevnte legeme. Selve det torusformede legeme av glassfibertråder inneholder da nesten ikke noe kunststoff. Derved hindres trykkbelastning på kunststoff som måtte befinne seg mellom de spente tråder og som folge derav fremkalte krypningsfenomener i kunststoffet. Hvis det i det minste mellom den ene kortside av viklingen og tilsvarende flate av ommantlingen anordnes minst en trykkring, kan man benytte en konstruksjon, hvor lommens vegg lokalt er utfort som en rullemembran, og hvor lommens del som er utfort som en rullemembran, griper over trykkringen. En fordel ved denne anordning ligger i at vedkommende kortside av ommantlingen for utovelse av det nødven-dige, av ommantlingens ekspansjon avhengige trykk på viklingen kan beveges over en forholdsvis stor avstand, slik at sterk ekspansjon av ommantlingen kan opptas. En annen fordel er at lommens veggmateriale ved volumokning ikke må toyes og<s>det således er mindre fare for overbelastning. Lommeveggen krever derfor ikke et sterkt elastisk materiale, slik at det i denne vegg kan anordnes en armering av fibermateriale som gjor veggen mer solid.

Den for rullemembranen nodvendige hvelvede form gjor at lommen holdes godt på plass. Dette gjor det mulig å skifte ut den ringformede lomme med flere mindre lommer. Viklingens ommantling utfores da fortrinnsvis slik at det mellom to trykkringer er anordnet to eller flere i bestemt innbyrdes vinkelavstand anbragte, klokkeformet hvelvede lommer, som hver ligger i et hulrom for en av de to trykkringer og som med sitt som rullemembran utformede veggparti griper over en aksialt fremragende del av den annen trykkring. Slike klokkeformet hvelvede lommer er vesentlig lettere å fremstille enn ringformede lommer. Anvendelsen av flere mindre lommer har videre den fordel at viklingens elektriske forbindelser kan fores på viklingens kortsider, mellom to lommer i stedet for å måtte fores gjennom en lomme.

For fremstilling av en ommantlet vikling av omtalt konstruksjon kan man med fordel gå frem på folgende måte. Forst anordnes minst en pneumatisk eller hydraulisk ekspanderbar lomme i det minste mot en av viklingens to med en trykkring dekkede kortsider. Derefter vikles bunter av parallelle glassfibertråder rundt viklingen med trykkringene og nevnte lomme. Derpå ekspanderes lommen pneumatisk eller hydraulisk og settes under et slikt trykk at glassfibertrådene settes under trykkspenning og viklingene under den nodvendige aksiale trykkspenning. Endelig dekkes det forspente, torusformede legeme av glassfibertråder med et gass-og væsketett kunststoffsjikt. Dette kunststoffsjikt vil nesten ikke trenge inn i rommet mellom glassfibertrådene, idet de sistnevnte på grunn av forspenningen presses stivt mot hverandre. Selve kunststoffsjiktet står ikke under spenning, slik at krypningsfenomener helt unngås i dette sjikt.

Ommantlingen ifolge oppfinnelsen er forholdsvis lett, noe som gjor det lettere å transportere viklingen. Den har også den fordel at den kan holde viklingen under aksialtrykk også under transporten fra fabrikk til det sted hvor transformatoren eller kvelespolen skal monteres, uten at dette krever et tungt stativ med staver som kan strekkbelastes.

Oppfinnelsen vedrorer også en transformator eller en kvelespole som er forsynt med en eller flere på omtalt måte ommantledede viklinger.

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under henvis-ning til tegningen, som viser et par utforelseseksempler av oppfinnelsen. Fig. 1 viser et aksialsnitt av en torusformet ommantlet vikling, f.eks. en av viklingene for en gren av den magnetiske kjerne i en transformator.

Fig. 2 viser et aksialsnitt av en del av viklingen ifolge fig. 1

i storre målestokk.

Fig. 3 er et aksialsnitt gjennom to konsentriske transformatorviklinger som befinner seg i en felles ommantling. Fig. 4 viser dels et oppriss, dels et aksialsnitt av den ovre ende av en annen utforelsesform av oppfinnelsen. Fig. 5 er et aksialsnitt av en del av en variant av den ommantlede vikling ifolge fig. 4.

Fig. 6 viser samme del som fig. 5, sett ovenfra.

I fig. 1 og 2 er 1 en transformatorvikling. Mot den nedre kortside av denne vikling er det anordnet en trykkring 2 med halv-sirkelformet tverrsnitt og mot viklingens ovre kortside er det anordnet en flat trykkring 3. På trykkringen 3 er det anbragt en hydraulisk ekspanderbar, ringformet lomme eller sekk 4. Over sekken 4 og trykkringen 3 griper en hette 5 av papirsjikt og hele anordningen, som består av viklingen 1, trykkringene 2, 3, sekken 4 og hetten 5, er omgitt av en torusformet ommantling av parallelle glassfibertråder 6 og et dekksjikt 7 av kunststoff. Sekken 4 er via en ledning 8 med et manometer 9 koblet til en væsketilforselsledning 10 med en tilbakeslagsventil 11 og et ek-spansjonskammer 12. En vegg av kammeret 12 utgjores av en rullemembran 13, som er belastet av en fjær 14.

Efter at trykkringene 2, 3, sekken 4 og hetten 5 er anordnet på viklingens 1 kortsider og hele denne anordning er viklet med bunter eller bånd av parallelle glassfibertråder (Rovings), fores trykkvæske gjennom ledningene 10 og 8 til sekken 4 og ekspan-sjonskammeret 12. Sekken vil da toyes og ommantlingen av glassfibertråder settes under strekkspenning i de flater som strekker seg i retningen til viklingens akse. Det nodvendige aksialtrykk utoves da mot viklingen 1. Den kraft som presser sammen viklingen 1, bestemmes av fjæren 14. Denne kraft kan umiddelbart avleses av manometeret 9. Hvis fjæren 14 gjores regulerbar, kan denne kraft reguleres efter behov.

Efter at ommantlingen av glassfibertråder er satt under spenning på den omtalte måte dekkes den med et sjikt av herdende kunststoff 7 som gjor ommantlingen væsketett. I dette tilfelle står glassfibertrådene 6, men dekksjiktet av kunststoff 7 ikke under forspenning. Mellom glassfibertrådene foreligger det så å si ikke noe kunststoff. Derved hindres at glassfibertrådene utover trykk på kunststoffet og at det som folge derav opptrer krypnings-

fenomener i kunststoffet. Rommet 15 innenfor ommantlingen 6, 7

er fylt med luft- og fuktighetsfri transformatorolje.

Den torusformede ommantling av viklingen er naturligvis forsynt med organer for luft- og væsketett gjennpmforing av viklingsend-ene og væsketilforselsledningen 8 til sekken og det må fore-ligge en lukkbar påfyllingsåpning for tilfbrsel av transformator-olj e tilfrommet 15.

Den således ommantlede vikling kan uten videre transporteres og anordnes på en gren av den magnetiske kjerne på det sted, hvor transformatoren eller kvelespolen monteres. Under transporten er viklingen beskyttet mot opptagelse av luft og fuktighet. På denne måte blir det uten videre mulig å transportere transformatorer og kvelespoler med storre enn normalt transportable dimensjoner til bruksstedet i enkelte deler og montere dem der. En annen fordel er at viklingen også under transporten kan stå under den nodvendige trykkspenning uten at man må benytte seg av de vanlige tunge stativer med strekkstenger. Også efter at viklingen er anordnet i transformatorhuset forblir den i den omtalte utform-ing, dvs. uten stativ under trykk, noe som innebærer en stor for-enkling av transformatorkonstruksjonen og gjor det mulig å benytte mindre romslige hus.

Da viklingens ommantling nesten ikke opptar ekstra plass, kan to eller flere adskilt ommantlede viklinger med hver sin egen pneumatisk eller hydraulisk spenninnretning anordnes koaksialt eller konsentrisk om en gren av transformatorens eller kvelespolens magnetiske kjerne. Ved en transformator kan hbyspenningsviklingen og lavspenningsviklingen vikles hver for seg på den måte som er foreslått ifolge oppfinnelsen. Som det vil fremgå av fig. 3, er det også mulig å anbringe flere konsentriske viklinger, f.eks. viklingene 16, 17 i en felles ommantling. I utforelseseksemplet i fig. 3 er viklingene 16, 17 adskilt av et ror 19 av isolasjons-materiale. Hver vikling er forsynt med egne trykkringer 20, 21

og en egen pneumatisk eller hydraulisk ekspanderbar ringformet sekk 22, 23. Den felles ommantling er betegnet med 18.

Ved det utforelseseksempel som er vist i fig. 4 ligger det på viklingens 24 ovre kortside en trykkring 25 med en nedre del 25a som har samme radiale dimensjoner som viklingen, og med en ovre del 25b, som har mindre ytre diameter og storre indre diameter enn viklingens. Over den ovre del 25b av trykkringen griper en hvelvet, ringformet sekk 26, som via ledningen 27 er forbundet med en (ikke vist) tilforselsinnretning for gass eller væske. Over sekken 26 og trykkringen 25 griper en hette 28 av papirsjikt. Viklingen med sine trykkringer, sekken 26 og hetten 28 er omgitt av en torusformet ommantling av strekkbelastbare bånd eller bunter av parallelle glassfibertråder 29 (Rovings) og av et dekksjikt 30 av kunststoff. Delen 26a av sekkens 26 vegg, ved hjelp av hvilken den sistnevnte griper over trykkringens del 25b, virker som en rullemembran.

Når viklingen 24 er forsynt med sine trykkringer, sekken 26 og hetten 28 er lagt på plass og det hele er viklet med bunter eller bånd av parallelle glassfibertråder 29, presses gass eller væske gjennom ledningen 27 inn i sekken 26. Sekken vil ekspandere og glassfibertrådene settes under strekkspenning. Under sekkens 26 ekspansjon vil veggpartiet 26a rulle på trykkringdelens 25b ytre og indre omkrets. Da sekkens 26 volumforandring bare medforer at dennes veggparti 26a ruller, må sekkveggens materiale ikke toye seg. Sekkveggen kan således bestå av et strekkbelastbart, boyelig materiale, f.eks. gummi eller kunststoff som er forsterket med glassfibermateriale. Når glassfibertrådene 29 er spent, anordnes det gass- og væskeugjennomtrengelige sjikt av kunststoff 30.

Ved den variant som er vist i fig. 5 og 6, er den ringformede sekk 26 ifolge fig. 4 erstattet av seks klokkeformet hvelvede sekker 31, som via hver sin ledning 32 kan fylles med gass eller væske under trykk. Disse sekker er anordnet i hulrom i en trykkring 33 og griper med sine partier 31a, som virker som rullemem-braner, om aksialt fremspringende skiveformede deler 34b, som med sin basisflate 34a hviler på viklingens 24 kortside. Ommantlingen av viklingen 24 med sine trykkringer 33, 34 og sekkene 31 består igjen av bunter eller bånd av parallelle glassfibertråder 29 samt et dekksjikt 30. I trykkringens 33 hulrom er det anord-

net ringer 35 av strekkbelastrart materiale. Disse ringer hind-

rer at den vanligvis av tre fremstilte trykkring 33 presses i stykker av trykket fra sekkene 31. En fordel ved denne utfbrelse er at viklingens elektriske forbindelser kan fores ut gjennom den ommantlede viklings kortflate på steder mellom to sekker. Ved at sekkene 31 griper over delene 34b på trykkringen 34, blir de holdt på plass.

Hvis det benyttes et materiale som kan tbye seg mer enn glassfLb-

re, for ommantlingen som skal bringes under strekkspenning, kan det være nodvendig å anordne en pneumatisk eller hydraulisk ek-

spanderbar sekk på begge viklingens kortsider for at denne stor-

re ekspansjon skal kunne opptas. I stedet for en eller flere sekker av elastisk materiale kan det benyttes belgbokser av me-

tall. Slike bokser kan samtidig gjore tjeneste som potensialsty-

rering. Endelig skal det bemerkes at viklingens strekkbelastbare ommantling ikke behover være væsketett, hvis det er mulig å tran-

sportere transformatoren eller kvelespolen i en egen, oljefylt beholder.

Claims (5)

1. En torusformet vikling for en gren av en magnetisk kjerne i en transformator eller en kvelespole, omgitt av en ommantling (6, 7, 29, 30) som består av eller inneholder materiale som i det minste er strckkbelasthart i flatene som strekker seg i ret-

ningen til viklingens (1, 24) akse, karakterisert ved at det i det minste mellom viklingens ene kortflate og tilsvarende kortflate av ommantlingen er anordnet minst en pneumatisk eller hydraulisk ekspanderbar sekk (4, 22, 23, 2b, 31) for å utove aksialt trykk på viklingen.

2. Ommantlet vikling som angitt i krav 1, karakterisert ved at ommantlingen består av et torusformet legeme av parallelle glassfibertråder (6, 29), som er viklet over viklingen (1, 24) og ved hjelp av sekken (4, 22, 23, 26, 31) er satt under forspenning, samt et på dette legemes ytterflate anordnet dekksjikt (7, 30) av kunststoff.

3. Ommantlet vikling som angitt i krav 1, hvor det i det minste mellom viklingens ene kortside og tilsvarende kortside av ommantlingen er anordnet minst en trykkring, karakterisert ved at sekkens (26, 31) yegg stedvis er utformet som en rullemembran (26a, 31a) og at sekken med den del som er utformet som en rullemembran griper over denne trykkring (25, 34).

4. Ommantlet vikling som angitt i krav 3, karakterisert ved at det mellom to trykkringer (33, 34) er anordnet to eller flere i bestemt innbyrdes vinkelavstand anbragte, klokkeformet hvelvede sekker (31), som hver ligger i et hulrom for den ene (33) av de to trykkringer (33, 34) og med sitt veggparti som er utformet som en rullemembran (31a), griper over en aksialt fremspringende del (34b) av den annen trykkring (34).

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en ommantlet vikling som angitt i krav 2, karakterisert ved at det i det minste mot viklingens (1, 24) ene kortside, som dekkes av en trykkring (3, 25, 34), anordnes minst en pneumatisk eller hydraulisk ekspanderbar sekk (4, 22, 23, 26, 31), at bunter av parallelle glassfibertråder (6, 29) derefter vikles omkring viklingen med trykkringene og denne sekk, at sekken derefter ekspanderes pneumatisk eller hydraulisk og settes under et slikt trykk at glassfibertrådene kommer under den onskede strekkspenning og viklingen under den nbdvendige, aksiale trykkspenning, og at det forspente, torusformede legeme til slutt dekkes av et sjikt (7, 30) av gass- og væsketett kunststoff.